生体利用能：定義と要因

生体利用能とは、摂取された栄養素のうち、腸管から吸収され、生理機能に利用可能となる、あるいは貯蔵される割合を指します。吸収はまれにしか完全ではないため、栄養素の生体利用可能な量は、一般的に食品中に存在する量よりも少なく、栄養素の化学形態、食品マトリックス、およびその他の食事内容によって異なります。

Definition

生体利用能とは、摂取された栄養素のうち、吸収され、正常な生理機能をサポートするために利用可能となる、あるいは貯蔵される割合を指します。

Scope

本項目では、生体利用能を定義し、関連する用語と区別した後、それを修飾する主要な要因、すなわち栄養素の化学種、食品マトリックス、促進および阻害する食事成分、宿主およびライフステージの要因について概説します。生体利用能は、栄養生化学における定量的概念として扱われ、臨床的助言としては扱われません。

Core questions

• 「生体利用可能」とは具体的に何を意味し、総摂取量とどのように異なりますか？
• 生体利用能はどのように測定または推定されますか？
• どのような食事、化学的、および宿主要因が生体利用能を上昇または低下させますか？
• なぜ同じ総量の栄養素でも、利用可能な収量が異なるのですか？

Key concepts

• 生体利用可能画分
• 絶対的生体利用能と相対的生体利用能
• 生体アクセス可能性（食品マトリックスからの放出）
• 栄養素の化学形態と化学種
• 促進および阻害する食事成分
• 宿主およびライフステージ要因
• 生体有効性（活性型への変換）

Mechanisms

生体利用能は段階的に決定されます。まず、栄養素は食品マトリックスから放出され（生体アクセス可能性）、次に腸が取り込める化学形態になり、その後、他の管腔成分との競合を乗り越え、最終的に腸管細胞を横断して輸送されなければなりません。各段階は修飾可能です。化学形態は決定的であり、例えば、鉄の生体利用能はヘム鉄と非ヘム鉄の間で大きく異なり、管腔内で結合するリガンドによって低下します（Hurrell & Egli, 2010）。フィチン酸などの食事性阻害物質は、難溶性複合体を形成することで、いくつかのミネラルの吸収可能な割合を減少させます（Schlemmer et al., 2009）。一方、胃酸度や加齢に伴う変化を含む宿主要因は、取り込みを変化させます（Russell, 2001）。測定アプローチは、in vitro放出アッセイからin vivo吸収研究まで多岐にわたります（Srinivasan, 2001）。

Clinical relevance

この概念は、食品中の栄養素含有量が身体が獲得する量と等しくない理由、および食事の形態と組み合わせが栄養素の充足に影響を与える理由を説明します。ここでは参照および教育のために提示されており、個人の食事、サプリメント、または治療の決定の根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

一部の栄養素の食事摂取基準は、総摂取量ではなく吸収された割合の観点から策定されており、必要量推定に生体利用能の仮定が明示的に組み込まれています（Hurrell & Egli, 2010）。

History

生体利用能は、摂取された栄養素含有量が利用可能な摂取量を過大評価していることを研究者が認識した20世紀の栄養科学において、正式な概念として登場しました。利用可能性を実証するための実用的な枠組みは、後に栄養学文献で示され（Srinivasan, 2001）、ライフステージおよび食事修飾因子は、その後のレビューで特徴づけられました（Russell, 2001）。

Key figures

• Richard Hurrell
• Robert M. Russell
• Ulrich Schlemmer

Seminal works

• srinivasan-2001
• hurrell-egli-2010

Frequently asked questions

絶対的生体利用能と相対的生体利用能の違いは何ですか？

絶対的生体利用能は、完全に利用可能な参照と比較して測定された栄養素の吸収された割合であり、相対的生体利用能は、ある栄養素源または形態を別の参照源と比較します。

栄養素の化学形態がなぜそれほど重要なのでしょうか？

異なる化学形態は異なる輸送経路によって認識され、管腔内リガンドと異なる相互作用をするため、同じ元素でも、ある形態では非常に効率的に吸収されるのに対し、別の形態では吸収されにくいことがあります。